KR20110072494A - 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판 - Google Patents

정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예들은 페로실리콘을 레이들에 투입한 후 용강을 레이들로 출강하고, 용강 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입한 후 버블링 및 탈가스 처리를 실시한다. 또한, 버블링 후 성분 분석하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출하거나, 탈가스 처리중 1차 환류에서 버블링 후 성분을 참고하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출할 수 있다.
방향성, 전기강판, 용강, 알루미늄, 투입량, 버블링, 탈가스, 청정도

Description

정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판{Method of refining and oriented electrcal steel sheet}
본 발명은 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판에 관한 것으로, 특히 알루미늄 개재물을 최소화하고 용강 청정도를 향상시킬 수 있는 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판에 관한 것이다.
변압기는 어떤 회로에서 교류 전력을 받아 전자 유도 작용에 의해 특성을 바꿔 다른 회로에 공급하는 기기이다. 변압기의 효율적인 동작을 위해 방향성 전기 강판이 철심으로 이용된다. 방향성 전기 강판은 그 압연 방향에 자화될 때에 가장 우수한 자기적 특성을 발현한다. 따라서, 변압기에 사용될 때는 자화 방향인 <100> 방향과 압연 방향을 가능한 한 일치하도록 사용된다.
전기 강판의 특성에서 변압기 손실에 큰 영향을 미치는 것은 철손이라 할 수 있다. 철손을 저감하기 위해서는 적정 결정립 방위를 성장시켜야 하고, 이를 위해 청정도 향상 및 알루미늄, 질소 성분의 협폭 제어가 매우 중요하다. 그런데, 미세 개재물이 존재할 경우 결정립 성장이 억제되므로 자기적 특성을 저하시킨다. 따라서, 고기능의 전기 강판을 제조하기 위해서는 제강/연주에서의 성분 관리 및 개재물 등에 대한 청정성 확보를 통한 소재 품질 개선에 집중적인 역량이 요구되고 있다.
일반적으로 전로에서 용해된 용강은 600∼800ppm의 많은 산소를 포함하고 있기 때문에 출강시에는 반드시 탈산 처리를 해야 한다. 이때, 알루미늄, 페로실리콘 등의 탈산제를 첨가하여 탈산 처리를 실시하게 되는데, 그중 일부는 용강에 잔류하여 합금 원소의 역할을 하게 된다. 또한, 탈산제로 첨가된 알루미늄은 중량의 약 60∼80%가 용강중의 산소와 반응하여 알루미나 개재물을 형성하게 되고, 용강 표면으로 부상하여 슬래그를 형성하게 되지만, 강중에 개재물로 존재하기도 한다.
탈산제는 용강이 전로로부터 레이들로 출강시 첨가하는데, 알루미늄은 출강 시간중에서 1/2 시점에 종점 용존 산소에 따라 산정된 알루미늄량을 출강류에 적중하여 용강에 용해시키는 방법을 사용하고 있다.
그러나, 종점 산소에 따라 알루미늄 투입 변동량의 차이가 크게 발생하고 출강 시간을 정확하게 예측하는데 한계가 있으므로 조업자에 따라 알루미늄 투입 시점이 상이하여 알루미늄 성분의 편차가 발생하게 되며, 과잉으로 투입된 알루미늄은 개재물로 용강중에 잔존하게 된다. 또한, 슬래그 탈산 목적으로 출강 완료 후에 조재제를 다량 투입하게 되는데, 이에 따른 제강 제조 원가 증가 및 조재제중의 티타늄 같은 불순물이 용강으로 유입되는 문제점이 내재하고 있다.
이렇게 용강중에 생성되어 잔류하는 알루미나 개재물은 방향성 전기 강판에 서 자구의 이동을 방해하고 제품의 성능 및 효율을 저하시켜 품질 불만을 초래하게 된다. 또한, AlN 석출물을 활용하여 압연 소둔 공정에서 1차 재결정립을 적정 사이즈로 제어하는데 중요한 역할을 주는 알루미늄을 협폭으로 제어하는데 상당한 어려움이 따른다. 한편, 알루미늄 탈산강에서 출강이 30% 진행되기 전에 칼슘카바이드와 알루미늄 탈산제를 모두 투입하는 탈산법을 제안하였으나, 방향성 전기강판 용강탈산 방법에 대해서는 적절한 대책을 제시하지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 안정적으로 알루미늄 성분을 협폭 제어하여 방향성 전기 강판이 안정적인 자기적 특성을 갖도록 하는 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판을 제공한다.
본 발명은 알루미나 개재물 형성을 최소화하고 용강 청정도를 향상시켜 재산화를 억제함으로써 안정적으로 알루미늄 성분을 협폭 제어할 수 있는 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 정련 방법은 전로에 용강이 마련되는 단계; 레이들에 페로실리콘을 투입하는 단계; 상기 전로로부터 상기 레이들로 상기 용강을 출강하는 단계; 및 상기 용강의 출강 완료 시점에 상기 용강에 알루미늄을 투입하는 단계를 포함한다.
상기 알루미늄이 투입된 용강을 버블링 및 탈가스 처리하는 단계를 더 포함한다.
상기 버블링 후 상기 알루미늄을 추가 투입하는 단계를 더 포함하며, 알루미늄은 하기 수학식 1에 따라 추가 투입한다.
수학식 1
투입 알루미늄(㎏) = 288.578 - 1208.1 × 버블링 후 용강에 고용 가능한 알 루미늄 + 124817 × (버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄)2
상기 탈가스 처리중 알루미늄을 추가 투입하는 단계를 더 포함하며, 상기 알루미늄의 추가 투입량은 상기 버블링 후의 성분을 참조하여 산출하고, 상기 알루미늄 성분이 목표 상한에 근접하면 수학식 2에 따라 상기 알루미늄 추가 투입량을 산출하고, 상기 알루미늄 성분이 폭표 하한에 근접하면 수학식 3에 따라 상기 알루미늄 추가 투입량을 산출한다.
수학식 2
투입 Al(㎏) = 76.2 - 2615 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 702 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄
수학식 3
투입 Al(㎏) = 68.5 - 1956 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 258 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄
본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판은 상기의 정련 방법에 의해 제조된 방향성 전기 강판으로서, 중량%로 C:0.04∼0.07%, Si:2.8∼3.6%, P:0.02∼0.075%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.02∼0.04%, N:0.003∼0.0075%, Ti:0.005% 이하이고, 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진다.
본 발명의 실시 예들은 페로실리콘을 레이들에 투입한 후 용강을 레이들로 출강하고, 용강 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입한 후 버블링 및 탈가스 처리를 실시한다. 또한, 버블링 후 성분 분석하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출하고, 탈가스 처리중 1차 환류에서 버블링 후 성분을 참고하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 의하면, 페로실리콘으로 선탈산하여 용강의 산소를 일정 수준 이하로 확보하고, 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가하여 탈산하게 되면 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 슬래그 위에 알루미늄을 투입하고 버블링 스테이션에서 탑 버블링(Top Bubbling)을 강하게 실시하게 되면 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있도 있다. 따라서, 탈산 효율을 높이고, 조재제를 생략할 수 있으며, 청정도가 우수한 강을 제조할 수 있다. 또한, 탈산 목적의 알루미늄 투입량을 절감하여 용강 제조원가를 낮출 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판은 목표 조성이 중량 % 로 C:0.04∼0.07%, Si:2.8∼3.6%, P:0.02∼0.075%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.02∼0.04%, N:0.003∼0.0075%, Ti:0.005% 이하이고, 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진다.
C는 열간압연 조직을 미세화시키기 위하여 첨가하는 성분으로서, 열간압연 시 기능을 한 후에는 불순물이 되어 자기적 특성에 악영향을 미치므로 제거되어야 한다. C의 함량이 너무 많으면 조대한 탄화물이 석출되고 탈탄소둔 시 탄소의 제거가 어려워진다. 따라서, 0.1% 이하, 바람직하게는 0.07% 이하가 되도록 한다.
Si는 전기강판의 전기 저항을 높여 철손을 낮추기 위하여 첨가되는 성분으로서, 그 함량이 4.8% 이상이면 냉간압연이 불가능하게 되고, 1.0% 이하인 경우에는 그 첨가 효과가 거의 없게 된다. 따라서, Si의 함량이 1.0∼4.8%가 되도록 하고, 바람직하게는 2.8∼3.6%가 되도록 한다.
P는 방향성 전기 강판에서 1차 재결정립의 성장을 촉진시킴으로써 2차 재결정 온도를 높여 최종 제품에서 {110}<001> 방위의 집적도를 향상시킨다. 1차 재결정립이 너무 과대할 경우에는 2차 재결정이 불안해지지만 2차 재결정이 일어나는 한 2차 재결정 온도를 높이기 위해 1차 재결정립이 큰 것이 자성에 유리하다. 한편, P는 1차 재결정된 강판에서 {110}<001> 방위를 갖는 결정립의 수를 증가시켜 최종 제품의 철손을 낮출 뿐만 아니라, 1차 재결정판에서 {111}<112> 집합 조직을 강하게 발달시켜 최종 제품의 {110}<001> 집적도를 향상시키므로 자속 밀도도 높아지게 된다. 또한, P는 2차 재결정 소둔 시 약 1000℃의 높은 온도까지 결정립계에 편석하여 석출물의 분해를 지체시켜 억제력을 보강하는 작용도 가지고 있다. 이러 한 P의 함량을 0.02~0.075%로 제한할 경우에는 현저한 효과를 얻을 수 있다. P의 효과가 제대로 발휘되려면 0.02% 이상이 필요하고, P가 0.075% 이상이 되면 1차 재결정립의 크기가 오히려 감소되어 2차 재결정이 불안정해질 뿐만 아니라 취성을 증가시켜 냉간압연성을 저해하게 된다.
S는 열간압연 시 고용 온도가 높고 편석이 심한 원소로 가능한 한 함유되지 않도록 하는 것이 바람직하지만, 제강시에 함유되는 불가피한 불순물의 일종이다. 그렇다고 할지라도, S의 함량은 0.01% 이하, 바람직하게는 0.006% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Mn은 전기 저항을 높여 철손을 낮추는 효과가 있는 성분으로서, 그 함량이 너무 많은 경우에는 자속 밀도의 저하를 초래한다. 따라서, Mn의 함량이 0.2% 이하, 바람직하게는 0.05∼2.0%가 되도록 한다.
Al은 최종적으로 AlN, (Al, Si)N 및 (Al, Si, Mn)N 형태의 질화물로 되어 억제제로 작용하는 성분이다. Al의 함량이 0.01% 이하인 경우에는 억제제로의 충분한 효과를 기대할 수 없고, 너무 높은 경우에는 Al 계통의 질화물이 조대하게 성장하여 억제제의 능력이 저하된다. 따라서, Al의 함량이 0.01∼0.05%가 되도록 하고, 바람직하게는 0.02∼0.04%가 되도록 한다.
N은 고온 소둔 과정에서 보강되므로 용해시에는 불순물로 들어가는 양이면 충분하다. 질소의 첨가로 인한 악영향은 그다지 발견되지 않았지만, 0.0075%을 초과하는 경우에는 열간압연 작업이 어려워진다. 따라서, N의 함량이 0.003∼0.0075%가 되도록 한다.
이어서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 정련 방법을 설명하기 위한 도 1의 공정 흐름도를 이용하여 본 발명을 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 정련 방법은 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 용강을 레이들로 출강하는 단계(S110)와, 용강의 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입하는 단계(S120)와, 용강을 버블링하는 단계(S130)와, 탈가스 장치에서 탈가스하는 단계(S140)를 포함하며, 각 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.
S110 : 먼저, 전로 정련이 종료된 용강을 레이들로 출강 시 탈산제를 투입하는데, 페로실리콘을 알루미늄보다 먼저 투입한다. 즉, 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 용강을 레이들로 출강한다. 페로실리콘을 먼저 투입하는 이유는 방향성 전기 강판은 실리콘 함량이 다량 첨가되는 실리콘 합금강으로 호퍼로부터 합금철의 투입 시간을 고려할 때 출강 시간중에 전량 투입할 수 없으므로 레이들에 페로실리콘을 먼저 투입하고 용강을 레이들로 출강하게 된다. 페로실리콘을 먼저 투입하여 선탈산함으로써 용강의 산소를 일정 수준 이하로 확보할 수 있다.
S120 : 용강이 레이들에 출강된 후 알루미늄을 레이들에 투입한다. 이때, 알루미늄 투입량을 산정하여 투입하게 되는데, 알루미늄 투입량에 영향을 미치는 인자는 다음과 같다. 1) 용강 산소를 탈산하기 위한 알루미늄량, 2) 출강중에 유출되는 슬래그를 탈산시키기 위한 알루미늄량, 3) 출강중에 알루미늄이 들어가면서 대기중의 산소와 반응하여 산화되는 알루미늄량, 4) 성분 조정 목적으로 투입하는 알 루미늄량의 적어도 어느 하나를 고려하여 알루미늄의 총 투입량을 산정하게 된다. 그런데, 취련중 과취가 일어날 경우 종점 용강 산소가 증가하게 되는데, 슬래그중 전체 Fe+Mn0량(T.Fe+Mn0)과 같은 저급 산화물이 증가하면 용강 재산화에 의한 미세 개재물이 증가하게 된다. 따라서, 이를 고려하여 알루미늄 투입량 또한 증대시켜야 하므로 종점 산소를 700ppm 이하로 타겟(Target) 조업을 유도하는 것이 바람직하다.
한편, 알루미늄 투입 방법으로 기존에는 출강 시간중의 1/2 시점에 알루미늄을 출강류에 적중하여 용강에 용해되게 하는 방법을 사용하였으나, 출강 시간은 용강량에 따라 편차가 발생할 수 있고, 출강구 사용 횟수에 따라 편차가 발생하게 되어 조업자가 미리 정확하게 예측하기 어려운 문제점이 있다. 그러나, 본 발명에서는 페로실리콘으로 용강 산소를 탈산한 후 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가하여 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있으며, 알루미늄 첨가 시점의 차이에 의한 편차를 제거할 수 있고 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있다.
S130 : 방향성 전기 강판은 알루미늄 협폭 제어가 자기적 특성에 가장 핵심 영향인지이므로 레이들로 출강된 용강을 버블링 스테이션(Bubbling Station)으로 이송하고, 용강 성분을 균일하게 하기 위하여 예를들어 4분간 아르곤으로 버블링을 실시한다.
S140 : 이어서, 진공 탈가스 장치에서 탈가스 및 미세 성분 조정을 실시한다. 진공 탈가스 장치는 RH(Ruhrstahl Herause), VTD, VOD 중 어느 장치를 이용해도 무방하다. RH를 이용하는 경우 환류 가스는 질소 또는 아르곤의 적어도 어느 하 나를 이용할 수 있다. 또한, RH 환류 패턴(Pattern)은 22분 처리를 기준으로 하절기에는 합금철 원료등에 함수율이 증가하여 강중의 수소가 증가할 수 있으므로 2Torr로 유지하는 시간을 15분에서 18분으로 증가시켜 탈수소를 도와 내부 크랙을 저감할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법은 레이들에 페로실리콘을 먼저 투입한 후 용강을 레이들에 출강하고, 출강 완료 시점에 알루미늄 투입량을 산정하여 알루미늄을 투입하게 된다. 따라서, 페로실리콘으로 용강 산소를 탈산한 후 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가함으로써 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있으며, 알루미늄 첨가 시점의 차이에 의한 편차를 제거할 수 있고 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있다.
한편, 레이들에 용강의 투입 완료 시점에 알루미늄을 투입하지만, 버블링 후 및 탈가스 후의 적어도 어느 한 부분에서 알루미늄을 추가 투입할 수 있는데, 알루미늄을 추가 투입하는 본 발명의 다른 실시 예들을 도 2 및 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법은 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 용강을 레이들로 출강하는 단 계(S110)와, 용강의 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입하는 단계(S120)와, 용강을 버블링하는 단계(S130)와, 용강 성분을 분석하여 알루미늄을 추가 투입하는 단계(S135)와, 탈가스 장치에서 탈가스하는 단계(S140)를 포함한다.
S110 : 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 전로 정련이 종료된 용강을 레이들로 출강한다.
S120 : 용강의 출강 완료 시점에 알루미늄을 레이들에 투입한다. 이때, 1) 용강 산소를 탈산하기 위한 알루미늄량, 2) 출강중에 유출되는 슬래그를 탈산시키기 위한 알루미늄량, 3) 출강중에 알루미늄이 들어가면서 대기중의 산소와 반응하여 산화되는 알루미늄량, 4) 성분 조정 목적으로 투입하는 알루미늄량의 적어도 어느 하나를 고려하여 알루미늄의 총 투입량을 산정하게 된다.
S130 : 레이들로 출강된 용강을 버블링 스테이션(Bubbling Station)으로 이송하고, 용강 성분을 균일하게 하기 위하여 예를들어 4분간 아르곤으로 버블링을 실시한다.
S135 : 이어서, 버블링된 용강의 성분 분석을 실시한다. 이때, 성분을 분석하는 용강 샘플은 7분 이내에 분석 결과가 나와야 실제 용강 성분과 분석 결과값 사이의 편차를 최소화할 수 있다. 분석된 용강에 포함된 알루미늄 중성분, 즉 고용 가능한(soluble) 알루미늄값에 따라 알루미늄을 추가 투입하여 알루미늄 성분을 미세 제어한다. 이때, 목표 성분 적중율을 향상시키고, 조업자간의 편차를 최소화하기 위하여 [수학식 1]과 같은 상관 관계식에 따라 알루미늄을 추가 투입한다. 여기서, 하기 [수학식 1]은 도 3의 그래프에 의해 구해진다. 도 3은 1차 버블링 후 용 강에 포함된 고용 가능한(solble) 알루미늄(X축)과 그에 따른 알루미늄 투입량(Y축)의 관계 그래프로서, 복수의 실험 및 경험을 통해 고용 가능한 알루미늄과 그에 따른 알루미늄 투입량이 얻어지고, 이렇게 얻어진 통계적 수치를 토대로 수학식을 산출하여 [수학식 1]이 도출된다.
투입 알루미늄(㎏) = 288.578 - 1208.1 × 버블링 후 용강에 고용 가능한 알루미늄 + 124817 × (버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄)2
S145 : 이어서, 진공 탈가스 장치에서 탈가스 및 미세 성분 조정을 실시한다. 진공 탈가스 장치는 RH(Ruhrstahl Herause), VTD, VOD 중 어느 장치를 이용해도 무방하다. 그런데, RH 장치에서 1차 환류될 때 목표 알루미늄 성분값에 맞추기 위하여 버블링 스테이션에서 버블링 후의 성분과 1차 RH의 성분을 참조하여 알루미늄 투입량을 산출할 수 있다. 여기서, 알루미늄 성분이 목표 상한에 근접했을 때는 [수학식 2]에 근거하여 알루미늄 첨가량을 산출할 수 있고, 알루미늄 성분이 하한에 근접하였을 때에는 [수학식 3]에 근거하여 첨가량을 산출하여 첨가하면 적중율을 높일 수 있다. 그런데, 하기 [수학식 2] 및 [수학식 3]은 도 4의 그래프에 의해 구해진다. 도 4는 탈가스 중 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한(solble) 알루미늄(X축)과 그에 따른 알루미늄 투입량(Y축)의 관계 그래프로서, 버블링 스테이션에서의 버블링 후의 알루미늄 추가 투입량을 참고로 복수의 실험 및 경험을 통해 고용 가능한 알루미늄과 그에 따른 알루미늄 투입량이 얻어지고, 이렇게 얻어진 통계 적 수치를 토대로 수학식을 산출하여 [수학식 2] 및 [수학식 3]이 도출된다. 한편, 성분 분석 결과와 실제 용강 성분의 차이를 최소화하기 위해서는 7분 이내에 분석 결과가 도출되어야 추가 성분 조정할 때 성분 편차를 최소화할 수 있다.
투입 Al(㎏) = 76.2 - 2615 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 702 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄
투입 Al(㎏) = 68.5 - 1956 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 258 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄
한편, 본 발명의 다른 실시 예는 버블링 후와 탈가스 중 1차 환류에서 각각 알루미늄을 추가 투입하는 것으로 설명하였으나, 버블링 후 알루미늄을 추가 투입하거나 또는 1차 환류에서 알루미늄을 추가 투입할 수도 있다. 즉, 버블링 후와 1차 환류의 적어도 어느 한 부분에서 알루미늄을 추가 투입할 수도 있다.
실시 예
고로에서 출선된 용선은 용선 예비 처리에서 탈류 반응을 거쳐 전로에 장입되는데, 전로에서 송산하면 용선의 불순물인 Si, C, Mn, P이 산소와 반응하여 슬래그로 제거되고, 출강중 용존 산소량을 700ppm 이하 목표로 취련을 종료한다. 전로로부터 레이들로 출강시 탈산제를 첨가하는데, 방향성 전기 강판은 실리콘 함량이 3% 정도로 탈산 및 성분 조정 목적으로 페로실리콘 합금철이 13톤 이상 첨가한다. 합금철 호퍼로부터 합금철 투입시간을 고려할 때 출강 시간중에 전량 투입할 수 없으므로 레이들에 페로실리콘을 먼저 투입하고 용강을 레이들로 출강하여 페로실리콘으로 선탈산시킨다. 전로 종점 용강 산소를 700ppm 이하 타겟으로 종료하였을 때 전로 슬래그를 분석한 결과 슬래그 산화도 (T.Fe+MnO)가 16.8%∼20.0%인 것과 출강중 유출되는 슬래그량을 측정한 결과를 감안하면 슬래그를 탈산하기 위한 알루미늄 투입량을 산정할 수 있다.
페로실리콘 합금철로 선탈산하여 용강의 산소를 일정 수준 이하로 확보를 하고, 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가하여 탈산하게 되면 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있으며, 슬래그 위에 알루미늄을 투입하고 버블링 스테이션에서 4분간 탑 버블링(Top Bubbling)을 강하게 실시하게 되면 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있도 있다. 따라서, 조재제를 생략할 수 있었으며 전체 탈산 목적의 알루미늄 투입량을 저감할 수 있었다.
하기 [표 1]에 종래 예와 본 발명 예의 용강 탈산 방법에 따른 알루미늄 분석값과 제품에서의 토탈 산소의 분석 결과를 나타내었다. 비교 예 1∼5는 출강중에 종점 산소에 따라 알루미늄을 투입하고 출강 완료 후에 조재제를 300㎏ 첨가한 결과이며, 비교 예 6∼8은 출강중에 종점 산소에 따라 알루미늄을 첨가하지만 조재제는 생략하고 시험한 결과이며, 발명 예 1∼5는 출강 완료후에 알루미늄을 첨가하고 조재제는 생략한 결과를 나타내고 있다.
구분
 종점산소
ppm		 조재제
kg		 Al투입량
kg		 버블링 후
[Al], %		 제품[T.O]
ppm
비교 예 1 902 300 341 0.0238 9
비교 예 2 686 300 301 0.0161 9
비교 예 3 708 300 350 0.0253 9
비교 예 4 505 300 301 0.0260 8
비교 예 5 817 300 334 0.0245 -
비교 예 6 710 - 329 0.0195 8
비교 예 7 536 - 286 0.0193 10
비교 예 8 620 - 291 0.0283 10
발명 예 1 766 - 270 0.0337 7
발명 예 2 833 - 272 0.0286 6
발명 예 3 684 - 278 0.0336 7
발명 예 4 797 - 275 0.0281 7
발명 예 5 551 - 272 0.0231 7
시험결과 발명 예에서는 비교 예와 동등한 종점 용강 산소에서 알루미늄을 첨가한 것보다 10∼30% 높은 알루미늄 실수율을 얻을 수 있어 탈산 효율이 개선된 것을 확인할 수 있었으며, 또한 제품 열연 코일에서 측정한 토탈 산소가 3ppm 정도 감소하여 용강 청정도가 향상되었음을 의미한다. 이와 같이 본 발명의 페로실리콘으로 선탈산하고 알루미늄으로 탈산하는 복합 탈산법이 종래의 탈산 방법보다 탈산 효율이 높을 뿐만 아니라 청정성도 현저히 개선됨을 알 수 있었다.
또한, 하기 [표 2]에는 종점 산소에 따른 비교 예의 알루미늄 첨가 기준과 발명 예의 알루미늄 첨가 기준을 나타내었는데, 발명 예는 동등한 종점 산소 기준에서 조재제를 투입하지 않고 알루미늄 첨가량을 감소시켜도 종래 예와 동등 이상의 알루미늄 실수율을 얻을 수 있었다.
구분
 종점산소(ppm) 조재제(㎏)
500 600 700 800 900
비교 예 9 280 300 320 340 360 300
비교 예 10 360 380 420 440 460 -
발명 예 280 290 300 310 320 -
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 수학식 1을 도출하기 위한 버블링 후 고용 가능한 알루미늄량과 알루미늄 추가 투입량과의 관계 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 수학식 2 및 3을 도출하기 위한 환류 후 고용 가능한 알루미늄량과 알루미늄 추가 투입량의 관계 그래프.

Claims (8)

  1. 전로에 용강이 마련되는 단계;
    레이들에 페로실리콘을 투입하는 단계;
    상기 전로로부터 상기 레이들로 상기 용강을 출강하는 단계; 및
    상기 용강의 출강 완료 시점에 상기 용강에 알루미늄을 투입하는 단계를 포함하는 정련 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알루미늄이 투입된 용강을 버블링 및 탈가스 처리하는 단계를 더 포함하는 정련 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 버블링 후 상기 알루미늄을 추가 투입하는 단계를 더 포함하는 정련 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 알루미늄은 하기 수학식 1에 따라 추가 투입하는 정련 방법.
    수학식 1
    투입 알루미늄(㎏) = 288.578 - 1208.1 × 버블링 후 용강에 고용 가능한 알루미늄 + 124817 × (버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄)2
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 탈가스 처리중 알루미늄을 추가 투입하는 단계를 더 포함하는 정련 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 알루미늄의 추가 투입량은 상기 버블링 후의 성분을 참조하여 산출하는 정련 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 알루미늄 성분이 목표 상한에 근접하면 수학식 2에 따라 상기 알루미늄 추가 투입량을 산출하고, 상기 알루미늄 성분이 폭표 하한에 근접하면 수학식 3에 따라 상기 알루미늄 추가 투입량을 산출하는 정련 방법.
    수학식 2
    투입 Al(㎏) = 76.2 - 2615 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 702 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄
    수학식 3
    투입 Al(㎏) = 68.5 - 1956 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 258 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄
  8. 제 1 항 내지 제 7 항의 적어도 어느 한 항에 의해 제조된 방향성 전기 강판으로서, 중량%로 C:0.04∼0.07%, Si:2.8∼3.6%, P:0.02∼0.075%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.02∼0.04%, N:0.003∼0.0075%, Ti:0.005% 이하이고, 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어지는 방향성 전기 강판.
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